2019国际大停电事件思考:新能源带来的系统性挑战
发布者:wwh | 来源:南方能源观察 | 0评论 | 478查看 | 2020-01-20 10:06:57    

2019年,世界上陆续有5个国家和地区遭遇了短暂的黑暗“洗礼”。


3月7日至3月27日,委内瑞拉。


连续发生了两次大范围停电,古里水电站、变电站、变压器、输电线路都成为了攻击目标。


6月16日早7时许,阿根廷和乌拉圭。


阿根廷电力公司Edesur Argentina在推特表示,“由于电力互联系统大规模故障,导致阿根廷和乌拉圭全境停电。”巴西部分地区、巴拉圭和智利也受到波及。


7月13日傍晚6时47分,美国纽约。


曼哈顿中城和上西区出现大面积停电,时代广场、地铁站、电影院、百货公司等因停电原因陷入一片漆黑,部分地铁线路暂停运营,十字路口出现交通堵塞。


8月9日下午4点50分左右,英国。


英格兰和威尔士的大片地区遭遇断电,导致近100万人在高峰时段受影响,交通信号灯被切断,火车停运,航班停飞。


10月9日,美国加利福尼亚州。


作为旨在防止野火爆发的预防措施,加州最大的公用事业公司PG&E从10月9日凌晨开始,切断加州北部和中部的电力供应,据媒体报道,影响近80万用户,经济损失近25亿美元。11月,为防山火,加州部分地区再次断电。


站在2019年年末回望,我们不禁会想:2020年,世界能少经历一些“黑暗时刻”吗?


电力基础设施衰老之痛


设备老旧、年久失修是部分停电事故的主要原因之一。


eo曾报道过,输电网总长超过一万七千公里的纽约电网有80%的线路建于1980年之前。美国能源部(DOE)统计,该国70%的输电线路和电力变压器运行年限在25年以上,60%的断路器运行年限超过30年。


最大的挑战在于获得建造新输电线路的许可。美国电网企业人士透露,在纽约建设线路需要取得多个许可证,包括选址、环境等。单从选址看,纽约项目同时需要美国能源部的总统许可证以及美国陆军工程团许可证。在佛蒙特州还需要另外13个州级许可证,且在申请许可之前,要与政界、社区委员会、当地利益相关者以及环保团体会面。“我们有过200到250次会议”,上述人士指出。


建设资金也是一大难题。FERC Order1000意欲打破基础设施投资的瓶颈,但依旧未能取得成功,部分原因在于,没有提出一种集中的方式将成本分配给不同的利益相关方,输电线是每个人都想要的一类资产,但没有人愿意为此付费。


时间成本更是高昂。由于美国各州电力市场化改革模式和进程不同,电网管理体制机制及规范标准也存在较大差异,输电网规划、建设和管理面临跨州协调困难、输电项目审批程序复杂、审批时间长、获批困难等问题,北美电力可靠性公司(NERC)的研究显示,美国输电网项目从许可、选址到建设通常需要7-10年时间。


“青黄不接”的电力基础设施一时半会儿难以彻底改变,停电事件倒是触发了用户“自力更生”。据媒体报道,加利福尼亚公用事业委员会(CPUC)计划在2024年之前将自发电激励计划(SGIP)总预算12亿美元中的6.13亿美元用于火灾高风险用户的太阳能+储能系统的部署。


2020年,储能会帮助衰老的电力系统闯过难关吗?


新能源带来的系统性挑战


2019年8月9日下午5点左右英国发生的大规模停电事故与可再生能源蓬勃发展给电力系统带来的挑战不无关系。


根据8月20日英国天然气和电力市场监管机构Ofgem(The Office of Gasand Electricity Markets)公布的“8月9日英格兰和威尔士停电事故的临时性分析报告(Interim Report)”,雷击(lightningstrike)是造成这次停电事故的起因。英国《卫报》报道,在事故发生时,英国国家电网只有1000MW备用电源,而实际功率缺口超过1300MW。


事故一出,人们纷纷发问,英国电网一次雷击都“顶不住”?


相关媒体报道,政府能源彩票网下载政策顾问Dieter Helm教授表示,停电本不应该发生,如果仅因为两座发电厂停机导致停电,那一定是出现了基础性问题。


为了减少碳排放,英国大力发展可再生能源。2018年数据显示,在英国电力供给中,燃气发电占比35.76%、可再生能源占比29.62%、核电占比12.63%、互联线路占比6.05%、煤电占比2.89%,其他占比1.33%。这使得管理电力系统变得更为复杂,据《金融时报》报道,尽管此次事故与海上风电场无关,但仍有分析人士认为,相比传统的煤电、气电,海上风电场减少了电力系统的“惯量”,当出力骤降时,电力系统频率更容易受到影响。


国内电力系统研究所在事故发生后数天发布了一篇分析报告指出,对高风电渗透率下的电网运行特性(特别是频率响应特性)掌握不够、对电网安全运行裕度考虑不充分,是本次事故的间接原因。


文章同时提到,国内应加强含高比例新能源电网的频率特性研究,尤其是含高比例新能源电网受扰后频率响应的时空分布特性,并校核其扰动是否会触发其他设备二次脱网;确保风电机组涉网性能达标;此外,在本次大停电中,抽蓄机组及时增加出力,阻止了事故进一步扩大,应加强对抽蓄机组的管理,确保其合理配置及正确动作。


据eo了解,英国这次大规模停电事故也间接促使国内考虑未来煤电的作用,比如为东部地区系统提供转动惯量等。


一位业内人士总结说,世界范围内,随着能源转型的不断深入,新能源的发展本身已经不是问题,未来挑战都来自新能源带来的问题。


设备“卡脖子”风险


自3月7日至3月27日,委内瑞拉电网连续发生了两次大范围停电,该国政府两次组织恢复电网。据国内外媒体深度报道,委内瑞拉电网陆续遭受了五轮攻击,古里水电站、变电站、变压器、输电线路都成为了攻击目标。


综合媒体及官方公布的相关信息,停电的可能原因除了人为破坏,火灾引发线路跳闸,电力系统设备老化等,政府方面曾表示这是敌对力量发动的恶意袭击。政府发表声明称,停电原因是遭到古里水电站计算机系统中枢以及连接到加拉加斯(首都)控制中枢遭受到网络攻击。


据了解,委内瑞拉停电事故中的古里水电站使用的电厂自动化系统采用了瑞典ABB公司的相关设备。eo曾报道过,供电局的一位负责人在2019年9月3日成果发布的媒体会上表示,尽管国内电力主网输变电设备的国产化率已达到99%左右,但电力企业机房数据中心等信息系统设备的国产化率却很低。


中国电力科学研究院有限公司信息通信研究所副所长朱朝阳年中撰文指出,我国应加强对供应链安全的重视,提升芯片、存储、操作系统、中间件等的研发能力,加快电力监控系统关键安全装备升级换代,实现网络安全自主可控;强化电力监控系统本质安全,提升电力监控系统网络安全态势感知与预测预警能力;培养一支素质高、彩票网下载技术过硬的高端网络安全人才队伍。


无论委内瑞拉大停电事件真相如何,对于国民经济基础部门的电力彩票网下载行业来说,设备的国产替代需求已迅速提上议程。

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